(57)【要約】【課題】アルミニウムまたはアルミニウム合金の少なくとも片面に樹脂を塗装したアルミニウム塗装板に関し、特に塗膜密着性、耐食性および加工潤滑性に優れた成形加工用アルミニウム塗装板を提供する。【解決手段】アルミニウム板上に潤滑剤成分を含有しない塗膜、さらにその上にカルナバワックスとポリエチレンワックスを含むワックス混合物を加熱・溶融することで得られた混合ワックスをアウターワックスとして塗布する。特に、混合ワックスにおけるカルナバワックス対ポリエチレンワックスの比率が、カルナバワックス１０質量％以上、９０質量％以下とする。さらに混合ワックスにおけるカルナバワックスとポリエチレンワックスの合計の含有率が全体の５０％以上とする。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウムまたはアルミニウム合金の少なくとも片面に樹脂を塗装したアルミニウム塗装板において、潤滑剤成分を含有しない樹脂塗膜上に、カルナバワックスとポリエチレンワックスを含むワックス混合物を加熱・溶融することで得られた混合ワックスの塗膜を設けたことを特徴とする塗膜密着性、耐食性および加工潤滑性に優れた成形加工用アルミニウム塗装板。
【請求項２】
請求項１において、混合ワックスにおけるカルナバワックス対ポリエチレンワックスの比率が、カルナバワックス１０質量％以上、９０質量％以下であることを特徴とする塗膜密着性、耐食性および加工潤滑性に優れた成形加工用アルミニウム塗装板。
【請求項３】
請求項１および２において、混合ワックスにおけるカルナバワックスとポリエチレンワックスの合計の含有率が全体の５０％以上であることを特徴とする塗膜密着性、耐食性および加工潤滑性に優れた成形加工用アルミニウム塗装板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、アルミニウムまたはアルミニウム合金の少なくとも片面に樹脂を塗装したアルミニウム塗装板に関し、特に塗膜密着性、耐食性および加工潤滑性に優れた成形加工用アルミニウム塗装板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルミニウム板またはアルミニウム合金板（以下、アルミニウム板と呼称する）は、軽量で適度な機械的特性を有し、かつ美感、成形加工性、耐食性等に優れた特徴を有しているため、各種容器類等に広く使われている。
特に、コイル状のアルミニウム板をプレス機に連続的に供給する方式の成形加工は生産性に優れるため、上記用途に広く採用されている。
【０００３】
上記用途のアルミニウム板は、耐食性・対溶出性のさらなる向上、外観の向上およびキズつき防止等のため、その表面に樹脂塗料が塗装されることも多い。このとき、アルミニウム板には何らかの下地処理（例えばリン酸クロメート、クロム酸クロメートおよびリン酸ジルコニウム等）が施されるのが一般的である。
【０００４】
アルミニウム板の塗装とプレス加工の前後関係は、アルミ缶フタや一部の熱交換器フィンのように、塗装を施してから（プレコート）プレスする場合と、アルミ缶ボディや自動車パネルのようにプレスしてから塗装を施す（ポストコート）場合に分かれる。
前者では、塗装されたアルミニウム板（以下、アルミニウム塗装板と呼称）のプレス成形性を向上させるため、塗膜の表面に潤滑剤の層を形成させることが一般的に行われている。具体的には、塗料の成分に植物系ワックス、動物系ワックス、鉱物系ワックスおよび石油系ワックス等を添加して塗装する方法（インナーワックス）や塗装後の塗膜表面に石油系ワックス等を静電塗布する方法（アウターワックス）などが挙げられる。これらの方法によれば、アルミニウム塗装板に潤滑性が付与されるため、プレス成形性の向上に効果があり、その結果として製品品質の安定、プレス金型寿命の延長等に寄与している。
【０００５】
例えば特開平１１−２４４７７８号（特許文献１）には、金属帯板にワックスが含有された塗料を塗布し、焼付を行う工程を備えた缶蓋用アルミニウム塗装板の製造方法において、焼付を行う際に金属帯板の温度を焼付開始５秒後で１１０℃以下、１０秒後で１８０℃以下に制御する方法が開示されている。
また、特開２０００−１７６３７２号（特許文献２）にはアルミニウム合金板の少なくとも一方の面に有機潤滑剤を含有する水性型又は溶剤型塗料を塗装してなる塗装板材であって、前記水性型又は溶剤型塗料の塗膜表面に粒径１０μｍ以下の有機潤滑剤粒子が５０個／ｍｍ２以上、または面積率で０．２５％以上存在し、塗膜の膜厚が０．５〜１５μｍである成形性および塗膜密着性に優れた缶蓋用アルミニウム合金塗装板材が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２４４７７８号
【特許文献２】
特開２０００−１７６３７２号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの技術には以下のような問題点がある。
すなわち、インナーワックスを含む塗料をアルミニウム板表面に塗装・焼付けした場合、塗膜表面にワックス粒子が析出し、潤滑に寄与する一方で、塗料／アルミニウム界面にもワックス粒子が析出してしまい、これが塗膜密着性を低下させる原因の一つとなっている。
また、塗膜内部に析出したワックス粒子は塗膜のバリヤー性には寄与しないので、アルミニウム缶蓋のように常に水分にさらされる環境において耐食性が劣る結果となる。
さらに、インナーワックスを含有する塗料は、ワックス成分が塗料中で分離しやすいため、ポットライフが短いという欠点もある。
こうした事情から、インナーワックスを添加することは極力回避したいものの、アウターワックスのみで成形加工時の潤滑を行うことは、従来のアウターワックスを用いる限り、能力的に不可能であり、やむを得ずインナーワックス単独またはインナーワックスとアウターワックスを併用していたのが現状である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
発明者らは上記課題を解決するため、鋭意研究を重ねた結果、請求項に記載の発明をなすに至った。
すなわち請求項１の発明は、アルミニウムまたはアルミニウム合金の少なくとも片面に樹脂を塗装したアルミニウム塗装板において、潤滑剤成分を含有しない樹脂塗膜上に、カルナバワックスとポリエチレンワックスを含むワックス混合物を加熱・溶融することで得られた混合ワックスの塗膜を設けたことを特徴とする塗膜密着性、耐食性および加工潤滑性に優れた成形加工用アルミニウム塗装板であり、また請求項２の発明は、請求項１において、混合ワックスにおけるカルナバワックス対ポリエチレンワックスの比率が、カルナバワックス１０質量％以上、９０質量％以下であることを特徴とする塗膜密着性、耐食性および加工潤滑性に優れた成形加工用アルミニウム塗装板であり、さらに請求項３の発明は請求項１および２において、混合ワックスにおけるカルナバワックスとポリエチレンワックスの合計の含有率が全体の５０％以上であることを特徴とする塗膜密着性、耐食性および加工潤滑性に優れた成形加工用アルミニウム塗装板である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
すなわち、アルミニウムまたはアルミニウム合金の少なくとも片面に樹脂を塗装したアルミニウム塗装板において、
１．潤滑剤成分を含有しない塗料を塗布・焼付し、
２．その塗膜上に、カルナバワックスとポリエチレンワックスを
含むワックス混合物を加熱・溶融することで得られた混合
ワックスを塗布する
ことにより塗膜密着性、耐食性および加工潤滑性に優れた成形加工用アルミニウム塗装板が得られることを見出した。
これはカルナバワックスとポリエチレンワックスの両者を混合し、加熱・溶融することにより、単に混合したのみのものと比べて、硬さ、色、臭気といった物理的性質が全く異なる新規なワックス成分が出現し、加工潤滑に優れた特性を持つようになり、アウターワックスとして塗膜上に塗布した場合、アウターワックスのみにより成形加工が可能になる。
これにより、塗料にインナーワックスを添加する必要がなくなり、従来技術に見られたインナーワックスの弊害、すなわち、塗料／アルミ表面の界面にワックス粒子が析出することによる塗膜密着性の低下、塗膜のバリアー性低下による耐食性の低下およびインナーワックス成分の分離によるポットライフの低下のような問題を解決することができる。
【００１０】
ここで、上記混合ワックスにおけるカルナバワックス対ポリエチレンワックスの比率を、カルナバワックス１０質量％以上９０質量％以下とすることで、より好ましい効果が得られる。これは上記の混合比においてカルナバワックスとポリエチレンワックスの相互作用がバランス良く働くためである。
【００１１】
さらに、上記混合ワックス全体に占めるカルナバワックスとポリエチレンワックスの合計の含有率が全体の５０質量％以上とすることで、より好適な結果が得られる。これは、カルナバワックスおよびポリエチレンワックス以外の成分、例えばラノリン、マイクロクリスタリンワックス等の既知のワックス成分を同時に含む場合、カルナバワックス＋ポリエチレンワックスが全体の５０質量％以上となることで、その効果がより有効に機能するためである。５０質量％未満である場合、その効果が他の成分によって希釈され、期待される加工潤滑性が必ずしも達成されない場合がある。
【００１２】
カルナバワックスには１号から３号までグレードがあるが、本発明はいずれのグレードを用いても有効である。またポリエチレンワックスの密度および分子量も一般にポリエチレンワックスとして市販されている範囲であれば十分に効果を発揮する。
【００１３】
本発明に用いる塗料は、エポキシ樹脂、エポキシ／アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ／尿素樹脂、エポキシ／フェノール樹脂等の既知の樹脂を含んだ一般的な塗料すべてであり、水性／溶剤性の区別なく有効である。
【００１４】
混合ワックスを塗布する量については、５〜２００ｍｇ／ｍ２が好ましく、さらに望ましくは１０〜１００ｍｇ／ｍ２である。塗布量が５ｍｇ／ｍ２より少ないと塗膜においてワックスが塗布されない部分が発生し、そこから潤滑不良が発生するおそれがある。一方、塗布量が２００ｍｇ／ｍ２より多いと潤滑の効果が飽和してコスト的に不利になり、またプレス金型にワックスがビルドアップして成形不良を起こす可能性がある。
【００１５】
【実施例】
以下、実施例および比較例に基づいて、本発明の好適な実施の形態を具体的に説明する。
アルミニウム板材はＪＩＳ５１８２合金（板厚０．２６ｍｍ）を用い、常法に基づいてリン酸クロメート処理（Ｃｒ＝２０ｍｇ／ｍ２）を施した。
（実施例１）  上記リン酸クロメート処理板に潤滑剤成分を含有しない水性エポキシ／アクリル塗料を樹脂固形分として７ｇ／ｍ２塗布し、雰囲気温度２７０℃×３０秒にて焼付け（板到達温度２５０℃）した。
続いてこの塗装板に、カルナバワックスとポリエチレンワックスを１：１の質量比にて混合して１２０℃×５分溶融攪拌した混合ワックスを作製し、これをアウターワックスとして静電塗布法（塗布時の板温度＝１２０℃）により５０ｍｇ／ｍ２塗布した。
（実施例２）  カルナバワックスとポリエチレンワックスを９：１の質量比とした以外は実施例１と同じ方法で作製した。
（実施例３）  カルナバワックスとポリエチレンワックスを１：９の質量比とした以外は実施例１と同じ方法で作製した。
（実施例４）  カルナバワックス、ポリエチレンワックスとパラフィンワックスを１：１：２の質量比とした以外は実施例１と同じ方法で作製した。
（実施例５）  カルナバワックス、ポリエチレンワックスとマイクロクリスタリンワックスを１：１：２の質量比とした以外は実施例１と同じ方法で作製した。
（比較例１）  エポキシ／アクリル塗料にカルナバワックスを樹脂固形分に対して０．５質量％分散させてインナーワックスとし、この塗料を上記リン酸クロメート処理板に樹脂固形分として７ｇ／ｍ２塗布し、雰囲気温度２７０℃×３０秒にて焼付け（板到達温度２５０℃）した。続いて、パラフィンワックスを静電塗布法（塗布時の板温度＝１２０℃）により５０ｍｇ／ｍ２塗布した。
（比較例２）  ワックスをパラフィンワックスとして、実施例１と同じ方法で作製した。
（比較例３）  カルナバワックスの代わりにパラフィンワックスを用いて実施例２と同じ方法で作製した。
（比較例４）  パラフィンワックスを２００ｇ／ｍ２として実施例１と同じ方法で作製した。
各例のワックス量の比率を表１に示す。
なお各例において、塗料およびアウターワックスはアルミニウム板材の両面に塗布している。
【００１６】
【表１】
2005007704.tif 000002
【００１７】
こうして得られたサンプルを以下の試験により評価した。
［Ｔピール試験（塗膜密着性）］
サンプルの塗装面同士を熱接着フィルム（ダイセル化学工業（株）製「ダイアミドフィルム」）により２００℃×２分圧着し、７ｍｍ幅に切断した後、引張試験機により剥離させ、その剥離最小荷重を記録した。
［モデルジュース浸漬試験（耐食性）］
サンプルをモデルジュース（０．５質量％塩化ナトリウム＋０．５質量％クエン酸一水和物の水溶液）に７０℃×７２時間浸漬し、腐食をレイティングナンバーにて評価した。
［アルミニウム缶蓋成形試験（加工潤滑性）］
サンプルをシェルプレスにより外径２＋６／１６インチのフルフォームシェルに成形し、ついでコンバージョンプレスによる３段階張り出し加工によって、シェル中央に外径３．０ｍｍのリベット部を形成させた。連続２０，０００枚成形した中から最後の５０枚を抽出してリベット周辺を観察し、塗膜の荒れが発生した蓋およびリベット部が破断した蓋を計数した。
その結果を表２に示す。
【００１８】
【表２】
2005007704.tif 000003
【００１９】
表２に示すように、本発明の請求項を満たす実施例１〜５はいずれの試験でも良好な成績を記録している。
これに対して比較例１は塗料中に添加したインナーワックスの効果によりアルミニウム缶蓋成形試験はまずまず良好であるものの、Ｔピール試験およびモデルジュース浸漬試験においては前述の理由により塗膜密着性および耐食性が劣る結果となっている。
また比較例２〜４はインナーワックスを含まないのでＴピール試験およびモデルジュース浸漬試験は良好であるものの、塗布されたアウターワックスでは加工潤滑能力が不足するため、アルミニウム缶蓋成形試験で劣る結果となっている。なお比較例４はアウターワックスとして用いるパラフィン量を増量して加工潤滑性を改善しようとしたものだが、効果は見られなかったものである。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によればカルナバワックスとポリエチレンワックスの両者を混合し、加熱・溶融することにより、単に混合したのみのものと比べて、硬さ、色、臭気といった物理的性質が全く異なる新規なワックス成分が出現し、加工潤滑に優れた特性を持つようになり、これをアウターワックスとして塗膜上に塗布することによりアウターワックスのみにより成形加工が可能になることから、塗料にインナーワックスを添加する必要がなくなり、従来技術に見られたインナーワックスの弊害、すなわち塗料／アルミ表面の界面にワックス粒子が析出することによる塗膜密着性の低下、塗膜のバリアー性低下による耐食性の低下およびインナーワックス成分の分離によるポットライフの低下のような問題を解決することができる。
すなわち、塗膜密着性、耐食性および加工潤滑性に優れた成形加工用アルミニウム塗装板を得ることができる。